基于分子动力学的P(VDF_(50)-TrFE_(50))高电场极化仿真

摘要

P(VDF-TrFE)类共聚物具有优异的铁电性能,可用于制作柔性压电传感器。在试验研究中,通常采用高电场极化来增强其压电效应。为了研究该共聚物的传感特性,本文利用分子动力学模拟软件Materials Studio(MS)建立P(VDF_(50)-TrFE_(50))的三维晶胞模型,模拟高电场极化过程,分析各项极化条件对其剩余极化的影响。结果显示:在高电场强度下,晶胞内的大部分铁电畴在极短时间内完成翻转;P(VDF_(50)-TrFE_(50))的极化强度与外加电场强度正相关,但当电场强度高于5 V/nm后,极化强度增长减缓;晶胞在低温时保持铁电相而在高温时转变为顺电相;被充分极化的P(VDF_(50)-TrFE_(50))晶胞的最高剩余极化强度为59.94 mC/m^(2)。该研究表明MS软件具有模拟P(VDF-TrFE)聚合物材料压电特性的能力,可为后续试验研究及传感器制作提供仿真依据。